KR20090018965A - 복수의 액체렌즈 구동기 - Google Patents

복수의 액체렌즈 구동기 Download PDF

Info

Publication number
KR20090018965A
KR20090018965A KR1020087030818A KR20087030818A KR20090018965A KR 20090018965 A KR20090018965 A KR 20090018965A KR 1020087030818 A KR1020087030818 A KR 1020087030818A KR 20087030818 A KR20087030818 A KR 20087030818A KR 20090018965 A KR20090018965 A KR 20090018965A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrodes
drive voltage
liquid lens
generating
signal
Prior art date
Application number
KR1020087030818A
Other languages
English (en)
Inventor
피에르 크라엔
그위나엘 모리카우드
Original Assignee
바리옵틱
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바리옵틱 filed Critical 바리옵틱
Publication of KR20090018965A publication Critical patent/KR20090018965A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/04—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions
    • G09G3/16—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions by control of light from an independent source
    • G09G3/18—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions by control of light from an independent source using liquid crystals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 액체렌즈의 복수의 전극에 대한 복수의 독립적인 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로에 관한 것이며, 상기 액체렌즈는 제1 및 제2의 섞이지 않는 유체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유체 사이의 계면은 상기 액체렌즈의 적어도 하나의 전극에 구동 전압 신호를 인가함으로써 전기습윤에 의해 이동 가능하며, 상기 구동 회로는:
- 고정된 구동 전압(Vdc)을 생성하기 위해 배열된 생성 회로(406, 408, 410, 412)와,
- 복수의 전극 각각에 인가될 듀티 사이클을 표시하는 데이터 값을 수신하고, 상기 복수의 전극 각각에 대한 제어 타이밍 신호를 생성하도록 배열된 듀티 사이클 제어기로서, 각각의 제어 타이밍 신호는 제어기에 의해 표시된 듀티 사이클을 갖는, 듀티 사이클 제어기(418)와,
- 각각의 액체렌즈와 연관된 제어 타이밍 신호에 기초하여, 고정된 구동 전압을 선택적으로 인가함으로써 복수의 전극 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하도록 배열된 구동 수단(426, 428, 430, 432)을
포함한다.

Description

복수의 액체렌즈 구동기{MULTIPLE LIQUID LENS DRIVERS}
본 발명은 하나 이상의 액체렌즈의 전극을 구동하기 위한 회로에 관한 것이며, 특히 전기습윤(electrowetting)에 의해 이동 가능한 유체를 갖는 액체렌즈의 전극을 구동하기 위한 구동 회로에 관한 것이다.
가변성 초점 액체렌즈의 다수의 실시예가 유럽 특허번호 1166157에서 설명된다. 본 출원서의 도 1은 이 특허문헌의 도 12에 대응하고 종래 기술에 따른 가변성 초점 액체렌즈의 예를 도시한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 가변성 초점 렌즈는 2개의 절연 투명판(1,2)과 광축(Δ)을 갖는 유체실(fluid chamber)을 포함한다. 이 투명판(2)은 디바이스의 광축(Δ)에 관하여 경사진 측면(4)을 갖는 원뿔꼴 또는 원통 모양의 우묵한 곳(recess)을 포함하며, 이 우묵한 곳은 절연성 유체인 제1 유체(6)의 액적(drOp)을 수용한다. 투명판(1)까지 연장하는 상기 유체실의 나머지는 전도성인 제2 유체(8)로 채워진다. 이 유체들은 섞이지 않고 다른 굴절 지수를 갖지만 대략 동일한 밀도를 가지며, 굴절성 계면, 즉 메니스커스(meniscus)(A, B)를 형성한다. 투명 전극(10)이 절연성 판(2)의 외면에 걸쳐 형성된다. 다른 전극(12) 이 제2 유체(8)와 접촉하여 제공된다.
상기 전기습윤 현상으로 인해, 전극(10, 12) 사이에 전압을 인가함으로써 제1 유체(6)와 제2 유체(8) 사이의 계면의 곡률을 라인(A)으로 도시된 바와 같은 초기의 오목한 모양으로부터 라인(B)으로 도시된 바와 같은 볼록한 모양으로 변화시키는 것이 가능하다. 그러므로 상기 액적(6)의 영역에서 평판(1, 2)에 수직인 셀을 통과하는 광선이 인가된 상기 전압에 의존하여 더 많이 또는 더 적게 초점형성이 될 것이다.
구동기 회로는 도 1의 액체렌즈와 같은 액체렌즈를 제어하기 위한 전압을 생성해야 한다. 구동 회로의 예가 국제특허 출원공보 WO 2005/052654와 미국특허 출원공보 US 2005/0213653에서 설명된다. 그러나 이러한 회로는 단일 렌즈에서 오로지 한 쌍의 전극만을 구동하도록 설계된다.
본 출원인에 의한 하나의 제안은 수차 정정(correction of aberrations)을 허용하기 위해 광학 시스템의 렌즈 모듈에서 복수의 액체렌즈를 제공하는 하는 것뿐만 아니라 줌 기능과 같은 다른 특징을 제공하는 것이다. 다른 제안은 액체렌즈에 있는 복수의 전극을 제공하는 것이며, 이 복수의 전극은 기울기 또는 비점수차를 제공하는 것과 같이 상기 렌즈에 있는 유체 계면의 더 복잡한 기능을 제공하도록 독립적으로 구동될 수 있다. 하나 이상의 액체 렌즈의 복수의 전극을 독립적으로 구동하기 위해, 종래 기술에서 개시된 구동기 회로를 이중으로 하는 것이 하나의 해결책이 될 것이다. 그러나 이러한 해결책은 유익하지 않는데, 이유인 즉 비용이 많이 들고 집적 회로 또는 회로 기판의 표면 영역을 많이 소모하기 때문이다. 공간이 한정된 많은 환경에서 예컨대 모바일 전화기에 병합된 하나 이상의 액체렌즈를 구동하기 위한 액체렌즈 구동 회로의 경우에, 상기 구동 회로의 소자에 의해 점유된 공간이 최소화되는 것이 중요하다. 그러므로 과다한 영역을 이용하지 않고 경제성을 유지하면서 하나 이상의 액체렌즈의 복수의 전극을 독립적으로 구동할 수 있는 구동 회로의 필요성이 존재한다.
본 발명은 적어도 부분적으로 상기의 필요성을 해결하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나의 액체렌즈의 복수의 전극을 구동하기 위해 복수의 독립적인 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로가 제공되고, 상기 액체렌즈는 제1 및 제2의 섞이지 않는 유체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유체 사이의 계면은 상기 액체렌즈의 적어도 하나의 전극에 구동 전합 신호를 인가함으로써 전기습윤에 의해 이동 가능하고, 상기 구동 회로는:
- 고정된 구동 전압을 생성하기 위해 배열된 생성 회로와,
- 복수의 전극 각각에 인가될 듀티 사이클을 표시하는 데이터 값을 수신하고, 상기 복수의 전극 각각에 대한 제어 타이밍 신호를 생성하도록 배열된 듀티 사이클 제어기로서, 각각의 제어 타이밍 신호는 제어기에 의해 표시된 듀티 사이클을 갖는, 듀티 사이클 제어기와,
- 각각의 액체렌즈와 연관된 제어 타이밍 신호에 기초하여, 고정된 구동 전압을 선택적으로 인가함으로써 복수의 전극 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하도록 배열된 구동 수단을
포함한다. 각각의 전극에 대한 상기 고정된 구동 전압 신호는 차례대로 복수의 전극 각각에 대한 출력에 인가될 수 있다. 그러므로 오직 하나의 고정된 구동 전압만이 복수의 전극을 구동하도록 생성될 필요가 있다. 복수의 전극 각각에 대한 상기 독립적인 구동 전압 신호는 예컨대 복수의 전극 각각과 하나 이상의 추가적인 전극 사이에서 인가되고 상기 복수의 전극 각각은 예컨대 상이한 렌즈의 상이한 유체 계면과 같은 유체 계면의 적어도 일부 또는 동일한 유체 계면의 다른 부분을 독립적으로 제어한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 구동 회로는 복수의 액체렌즈 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하도록 배열되고, 상기 액체렌즈 각각은 한 쌍의 전극이고, 상기 독립적인 구동 전압 신호는 상기 한 쌍의 전극 사이에 인가된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 구동 회로는 유체렌즈 중 하나의 복수의 전극 각각에 인가된 복수의 독립적인 구동 전압 신호를 생성하기 위해 배열된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 구동 회로는 피드백 경로를 통해 고정된 구동 전압의 피드백 값을 수신하고 상기 피드백 값과 기준 값 간의 비교에 기초하여 고정된 구동 전압의 레벨을 제어하기 위한 제어 수단을 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 생성 수단은 적어도 하나의 인덕터, 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 트랜지스터를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 듀티 사이클 제어기는 기준 타이밍 신호의 에지를 카운트하도록 배열된 적어도 하나의 카운터를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 구동 회로는 상기 기준 타이밍 신호를 생성하고 이 기준 타이밍 신호를 상기 듀티 사이클 제어기와 제어 수단에 제공하기 위한 주파수 생성 수단을 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 구동 회로는 상기 데이터 값을 수신하기 위한 인터페이스와 상기 데이터 값을 저장하기 위한 적어도 하나의 레지스터를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 인터페이스는 직렬 버스 디코더이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각의 액체렌즈는 제1 및 제2 전극을 포함하고, 상기 구동 수단은 제1 전극에 연결된 분리된 쌍의 트랜지스터와 제2 전극에 연결된 한 쌍의 공통 트랜지스터를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제어 타이밍 신호 각각은 펄스를 포함하고, 이 펄스의 폭은 상기 제어 타이밍 신호의 듀티 사이클을 결정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제어 타이밍 신호 각각은 복수의 고정된 길이 펄스를 포함하고, 주어진 주기에서 상기 고정된 길이 펄스의 개수는 상기 제어 타이밍 신호의 듀티 사이클을 결정한다.
본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 처리 수단과 복수의 액체렌즈와 이미지 센서와, 복수의 전극을 구동하도록 배열된 상기 구동 회로를 포함하는 광전자 모듈이 제공된다.
본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 상기 광전자 모듈을 포함하는 모바일 디바이스가 제공된다.
본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 독립적인 구동 전압 신호를 각각 갖는 적어도 하나의 액체렌즈의 복수의 전극을 구동하는 방법이 제공되고, 각각의 액체렌즈는 제1 및 제2의 섞이지 않는 유체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유체 사이의 계면은 구동 전압 신호를 인가함으로써 전기습윤에 의해 이동 가능하며, 상기 방법은:
- 고정된 구동 전압을 생성하는 단계와,
- 상기 복수의 액체렌즈 각각에 인가되도록 듀티 사이클을 표시하는 데이터 값을 수신하고, 상기 데이터 값에 기초하여, 상기 복수의 액체렌즈 각각에 대한 제어 타이밍 신호를 생성하는 단계와,
- 각각의 액체렌즈와 연관된 제어 타이밍 신호에 기초하여, 고정된 구동 전압을 선택적으로 인가함으로써 복수의 액체렌즈 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하는 단계를
포함한다.
본 발명의 추가적인 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 고려될 경우 예시적인 바람직한 실시예의 다음의 세부적인 설명으로부터 명백해 질 것이다.
본 발명의 상술한 그리고 다른 목적, 특징, 양상 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 제한이 아닌 예시의 방법으로써 주어진, 다음에 오는 실시예의 상세한 설명으로부터 분명해 질 것이다.
도 1은 알려져 있는 가변성 초점 액체렌즈의 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 다수의 액체렌즈를 제어하고 구동하기 위한 회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라서 더 상세히 도 2의 구동 회로를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 더 상세히 도 3의 DC-DC 발생기를 도시한 도면.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 더 상세히 도 3의 에이치-브릿지 중 하나를 도시한 도면.
도 5b는 도 3의 에이치-브릿지의 대안적인 실시예를 도시한 도면.
도 5c는 도 3의 에이치-브릿지의 대안적인 실시예를 또한 도시한 도면.
도 6a 및 도 6b는 제1 및 제2의 예 각각에 따라서 도 3의 회로에 관한 타이밍도를 예시한 도면.
도 2는 복수의 액체렌즈를 포함하는 광전자 모듈(300)을 도시한다. 예컨대 모바일 전화기에 병합되는 모듈(300)은 예컨대 모바일 전화기의 기저대역 프로세서인 프로세서(302), 이미지 신호 프로세서(ISP)(304), LCD 디스플레이(306), 렌즈 모듈(308) 및 예컨대 모바일 전화기 배터리인 배터리(310)를 포함한다.
렌즈 모듈(308)은 복수의 가변성 초점 액체렌즈(314)를 구동하기 위한 구동기 회로(312)를 포함한다. 이러한 예에서 4개의 액체렌즈가 제공되는데, 이들 중 하나의 렌즈는 초점 형성을 위해, 두 번째 렌즈는 줌 기능을 위해, 세 번째 및 네 번째 렌즈는 색수차 및 필드 곡면 수차(chromatic and field curvature aberration)의 정정을 위해 사용된다. 대안적인 실시예에서, 다른 많은 액체렌즈를 갖는 다른 액체렌즈 장치가 구동될 수 있다.
가변성 초점 액체렌즈(314)는 상기 도 1에 관해 설명되는 바와 같이 예컨대 액체렌즈이거나, 구동 전압의 인가에 의해 가변 가능한 초점을 갖는 임의의 유사한 액체렌즈이다. 각각의 렌즈는 전선(315)을 거쳐 구동기 회로(312)로부터 독립적인 구동 전압 신호를 수신하는 제1 및 제2 전극을 포함한다. 대안적으로, 상기 4개의 액체렌즈는 4개의 전극과 공통 전극을 갖는 단일의 액체렌즈로 교체될 수 있고, 구동기 회로(312)로부터의 독립적인 구동 전압은 상기 공통 전극과 상기 4개의 전극 각각의 사이에 인가된다. 예컨대, 유체로부터 절연된 도1의 복수의 전극(10)이 제공되고 유체 계면의 다른 부분을 제어하도록 독립적으로 구동될 수 있다. 독립적인 전압은 그 다음 예컨대 전극(12)과 상기 복수의 전극(10) 각각 사이에 인가된다. 이러한 유형의 렌즈의 예는 법에 의해 허용될 수 있는 한도까지 참고로서 본 명세서에 병합되는 예컨대 미국 특허번호 6,538,823에서 논의된다. 대안적으로, 상기 단일 액체렌즈는 유체 계면의 다른 부분을 제어하기 위해 도 1의 전도성 유체(8)와 접촉하는 복수의 전극(12)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 독립적인 전압은 예 컨대 상기 전극(10)과 복수의 전극(12) 각각의 사이에 인가된다. 이러한 렌즈의 예는 예컨대 현재로서는 공개되지 않은 유럽 출원번호 06301000에서 논의된다.
상기 렌즈 모듈(308)은 다수의 고정된 렌즈(316)와 상기 가변성 초점 렌즈와 고정된 렌즈를 통해 수신된 이미지를 수신하기 위한 CMOS(상보성 금속 산화막 반도체 : complementary metal oxide semiconductor) 센서(318)를 바람직하게 더 포함한다. 대안적인 실시예에서, CCD(전하-결합 디바이스 : charge-coupled device) 센서와 같은 다른 유형의 센서가 사용될 수 있다. 상기 CMOS 센서(318), 고정된 렌즈(316) 및 가변성 초점 렌즈(314)는 렌즈 모듈의 광축(Δ)을 따라 배열되고, 가변성 조리개(320)는 상기 렌즈 모듈의 구경을 조절하기 위한 수단을 제공하며, 이는 이 렌즈에 들어오는 광 레벨이 제어되도록 한다.
도시된 바와 같이, 상기 프로세서(302), LCD 디스플레이(306), ISP(304), CMOS 센서(318) 및 구동기(312)는 배터리(310)로부터 DC 전압 레벨(Vbat) 만큼 전력을 공급받는다.
동작 시, ISP(304)는 프로세서(302)의 제어 하에서 상기 액체렌즈(314) 각각에 대해 또는, 상기 전도성 유체와 접촉하는 공통 전극과 복수의 전극 또는 상기 전도성 유체로부터 절연된 복수의 전극을 갖는 액체렌즈의 경우에, 복수의 전극 각각에 대해 요구되는 구동 전압을 표시하는 데이터 신호를 결정하고 생성한다. 각각의 렌즈/전극에 대한 구동 전압 레벨은 예컨대 상기 ISP에 의해 처리된 알고리즘에 기초하여 결정되고, 상기 ISP는 초점형성, 줌 및 상기 렌즈 모듈의 색수차 및 필드 곡선 수차와 같은 광학 수차의 정정을 최적화한다. ISP는 바람직하게 CMOS 센서(318)로부터 신호를 수신하고, 이 신호는 특히 초점형성이 달성되는 순간을 표시하는데 사용된다.
ISP(304)는 직렬 버스(324) 상의 이러한 제어 신호를 구동기 회로(312)에 제공하고, 상기 구동기 회로는 이러한 제어 신호에 기초하여 액체렌즈의 전극 각각을 구동하기 위한 구동 신호를 생성한다. 상기 구동 신호는 전선(315)을 통해 상기 액체렌즈의 전극 각각에 제공된다. 특히, 상기 구동기 회로(312)는 각각의 액체렌즈에 있는 제1 및 제2 전극에 또는, 단일 렌즈에 있는 복수의 전극의 경우에, 하나의 공통 전극과 상기 복수의 전극 각각에 전선(315)을 통해 연결된다. 각각의 액체렌즈/전극에 대한 구동 전압은 바람직하게는 오실레이팅(AC) 전압이다.
ISP는 또한, CMOS 센서(318)가 이 센서의 이미지 형성 영역에서 상기 렌즈를 통해 수신된 이미지를 획득하도록 제어한다. ISP(304)는 상기 획득된 이미지에 기초하여 CMOS 센서(318)에 의해 전선(322) 상에서 생성된 신호를 수신한다. 상기 획득된 이미지는 그 다음 LCD 디스플레이(306)에서 디스플레이 된다.
조리개(320)는 상기 ISP(304)의 제어 하에 독립 회로에 의해 제어되는 기계적인 조리개이다. 대안적인 실시예에서, 조리개(320)는 전기습윤에 의해 이동 가능한 불투명액(Opaque liquid)을 포함하는 유체 조리개일 수 있고, 상기 액체렌즈(314)와 동일한 방법으로 상기 구동기 회로(312)에 의해 구동될 수 있다.
도 3은 도 2의 구동기 회로 블록(312)을 더 상세히 도시한다.
도 3에 관해, 구동기 회로(312)는 집적 회로(IC)(404), 인덕터(406) 및 커패 시터(408)를 포함한다. IC(404)는 다이오드(410)와 MOSFET(금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터: metal oxide semiconductor field effect transistor)(412)를 포함한다. IC(404)는 주파수 생성 블록(416)에 제공되는 주어진 주파수의 기준 오실레이팅 신호를 생성하기 위한 RC(저항-커패시터) 오실레이터(414)를 더 포함한다. 주파수 생성 블록(416)은 기준 오실레이팅 신호에 기초하여 타이밍 신호를 생성하고, 전(417)선 상에 있는 이러한 신호를 듀티 사이클 제어기(418)와 DC-DC 생성기(420)에 출력한다.
직렬 버스(324)는 IC(404)에 연결되고, 직렬 버스 디코더(421)는 직렬 버스(324)를 통해 수신된 직렬 데이터 신호를 디코딩하고 제1, 제2, 제3 및 제4 레지스터(422)에 데이터를 저장하기 위해 IC(404) 상에 제공되며, 이들 레지스터 각각은 제1, 제2, 제3 및 제4 액체렌즈/전극(도 3에 미도시)과 연관된 구동 전압 데이터를 저장한다.
DC-DC 생성기(420)는 전선(423)에서 수신되는 기준 전압(VREF)과 전선(424)에서 수신되는 피드백 신호에 기초하여 제어 MOSFET(412)를 제어한다. 특히, DC-DC 생성기(420)는 상기 피드백 및 기준 전압에 기초하고 MOSFET(412)의 게이트 단자에 제공되는 스위치 제어 전압 신호(VSC)를 생성한다. MOSFET(412)의 주요 전류 단자는 그라운드 및 인덕터(406)의 제1 단자에 연결된다. 인덕터(406)의 제1 단자는 다이오드(410)를 통해 커패시터(408)의 제1 단자에 또한 연결된다. 인덕터(406)의 제2 단자는 Vbat에 연결되고 커패시터(408)의 제2 단자는 그라운드에 연결된다.
커패시터(408)의 제1 단자는 제1, 제2, 제3 및 제4 액체렌즈를 구동하기 위한 제1, 제2, 제3 및 제4 에이치-브릿지(426, 428, 430 및 432)에 또한 연결된다. 특히, 제1 에이치-브릿지(426)는 전선(434, 436)으로 제1 액체렌즈를 구동하기 위한 출력 전압(VoA1, VoB1)을 각각 제공한다. 유사한 방식으로, 제2 에이치-브릿지(428)는 전선(438, 440)으로 제2 액체렌즈를 구동하기 위한 출력 전압(VoA2, VoB2)을 각각 제공한다. 제3 에이치-브릿지(430)는 전선(442, 444)으로 제3 액체렌즈를 구동하기 위한 출력 전압(VoA3, VoB3)을 각각 제공한다. 제4 에이치-브릿지(432)는 전선(446, 448)으로 제4 액체렌즈를 구동하기 위한 출력 전압(VoA4, VoB4)을 각각 제공한다.
동작 시, MOSFET(412)는 전류가 다이오드(410)를 통해 인덕터(406)에서 커패시터(408)로 구동되도록 DC-DC 생성기(420)에 의해 스위칭된다. 특히, MOSFET(412)가 스위치-온(switched-on) 되는 경우, 인덕터(406)에서 그라운드로 전류가 구동된다. MOSFET(412)가 스위치-오프(switched-off) 되는 경우, 전류는 계속해서 인덕터(406)를 통해 흐르고, 다이오드(410)에서 전하 커패시터(408)로 구동된다. 다이오드(410)는 MOSFET(412)를 통해 커패시터가 다시 방전하는 것을 막아준다. 이러한 방법으로 Vbat보다 훨씬 더 높을 수 있는 DC 전압(Vdc)이 커패시터(408)의 양단에 생성된다. 이러한 DC 전압은 예컨대 60볼트로 고정된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전압(Vdc)은 기준 전압(VREF)에 의해 고정된다. 이러한 기준 전압에 기초하여 커패시터(408) 전반에 걸쳐 요구되는 고정된 DC 전압이 제공된다. VREF는 동일한 고정된 DC 전압을 커패시터(408) 전반에 걸쳐 유지하기 위해 일반적으로 일정하겠지만, 일부 실시예에서는 이러한 기준 전압은 상기 고정된 DC 전압(Vdc)이 떨어지는 것을 막기 위해 상기 액체렌즈로부터 높은 부하가 기대되는 경우 약간 증가될 수 있다.
생성된 DC 전압의 레벨을 변화시키기 보다는 오히려 구동 전압의 미세한 전압 제어를 상기 액체렌즈 각각에 제공하기 위해, 듀티 사이클 제어기(418)가 제공된다.
듀티 사이클 제어기(418)는 각각의 액체렌즈에 대한 구동 신호의 듀티 사이클이 변하도록 하기위해 상기 에이치-브릿지 각각에 대한 구동 신호의 듀티 사이클을 제어한다. 듀티 사이클 제어기(418)는 4개의 레지스터(422)로부터의 데이터에 기초하여 각각의 액체렌즈를 위한 듀티 사이클 신호를 생성하며, 상기 레지스터는 직렬 버스(324)를 통해 수신되고 직렬 버스 디코더(421)에 의해 디코딩된 데이터를 저장한다. 각각의 액체렌즈에 대한 구동 신호의 피크-대-피크 전압은 바람직하게는 2Vdc로 고정되고, 이는 예컨대 120 V이이지만, 상기 구동 전압의 듀티 사이클의 변화로 인해, 상기 구동 전압 각각의 RMS(제곱평균 : root mean squared) 전압이 변해서 각각의 액체렌즈에 제공된 전력을 변하게 한다. 구동 전압이 구형파인 경우에, 120V의 피크-대-피크 전압은 60V의 RMS 전압을 제공한다. 상기 듀티 사이클의 충분한 제어가 주어질 경우, 각각의 액체렌즈는 요구되는 정밀도로 제어될 수 있 다. 상기 요구되는 정밀도의 예는 0 내지 60 V RMS 사이의 60 mV RMS의 단계에서 제어될 수 있다. 그러므로 대략 1000개의 단계가 0 퍼센트의 듀티 사이클과 100 퍼센트의 듀티 사이클 사이에 요구된다. 또한, 상기 직렬 버스(324)를 통해 ISP(304)에서 구동기(312)로 변환되고 전송되는 10개 이상의 데이터 비트는 예컨대 상기 요구된 듀티 사이클을 결정하기 위해 각각의 렌즈에 제공된다.
도 4는 도 3의 DC-DC 생성기(420)를 더 상세히 제공한다. 도 4에 도시된 바와 같이, DC-DC 생성기(420)는 바람직하게는 비교기(500) 이러한 예 에서는, 두개의 차동 입력부를 갖는 연산 증폭기(Op amp)를 포함하고, 제1 입력부는 전선(423)에서 기준 전압(VREF)을 수신하고 제2 입력부는 제1 레지스터(504)를 통해 그라운드에 그리고 제2 레지스터를 통해 전선(424) 상의 전압(Vdc)에 연결된 노드(502)에 연결된다. 상기 제1 및 제2 레지스터(504, 506)는 VREF와의 비교에 적합한 값으로 전압(Vdc)을 나누는 예컨대 VREF를 위한 2V의 값이 60V의 Vdc에 대응하는 경우 Vdc를 30으로 나누는 퍼텐셜 분배기(potential divider)의 역할을 한다. Op amp(500)는 스위치 제어 블록(510)에 전선(508) 상의 출력을 제공한다.
스위치 제어 블록(510)은 주파수 생성 블록(416)에 의해 생성된 전선(417) 상의 타이밍 신호를 또한 수신하고, MOSFET(412)를 제어하기 위한 상기 스위치 제어 신호(VSC)를 제공하기 위해 Op amp(500)의 출력에 기초한 이러한 신호를 조정한다.
도 3의 제1 에이치-브릿지(426)는 도 5a에서 더 상세히 도시된다. 도 3의 다른 에이치-브릿지는 대응하는 제어 전선에 연결된 동일한 회로를 포함한다. 에이치 브릿지(426)는 4개의 MOSFET(601, 602, 603 및 604)를 포함한다. 제1 및 제2 MOSFET(601, 602)는 상기 고정된 전압(Vdc)과 그라운드 사이의 주요 전류 단자를 통해 직렬로 연결된다. 제3 및 제4 MOSFET(603, 604)는 상기 고정된 전압(Vdc)과 그라운드 사이의 주요 전류 단자를 통해 또한 직렬로 연결된다. 제1 액체렌즈(605)는 제3 및 제4 MOSFET(603, 604) 간의 노드에 연결된 IC(404)의 출력 전선(434)과 제1 및 제2 MOSFET(601, 602) 간의 노드에 연결된 IC(404)의 출력 전선(436) 간에 연결된다. 대안적으로, 노드(434, 436)는 액체렌즈의 복수의 제1 전극 중 하나와 공통의 제2 전극 간에 연결될 수 있으며, 여기서 제1 전극은 상기 전도성 유체 및 이와 절연된 공통 전극과 접촉된다(역도 또한 같음).
제1 및 제3 MOSFET(601, 603)의 게이트 단자는 전선(450, 452)에 각각 연결되므로 상기 듀티 사이클 제어기(418)에 의해 생성된 신호를 바로 수신한다. 제2 및 제4 MOSFET(602, 604)의 게이트 단자는 제1 및 제2 두개의 입력 OR 게이트(606,607)의 출력 각각에 연결된다. 각각의 OR 게이트(606, 607)는 전선(450, 452) 각각에 연결된 제1 입력을 포함한다. 각각의 OR 게이트의 제2 입력은 두개의 입력을 갖는 NAND 게이트(608)의 출력에 연결되고, 이는 전선(450, 452) 각각에 연결된 제1 및 제2 입력을 포함한다.
동작 시, 전선(452) 상의 제어 신호는 전선(450) 상의 제어 신호가 낮을 때 높고, 제1 및 제4 MOSFET(601, 604)는 스위치-온되고 전선(436)은 전선(434)이 그라운드에 연결될 때 전압(Vdc)에 연결된다. 이와 반대로, 전선(452) 상의 제어 신호는 낮으나 전선(450) 상의 제어 신호는 높을 때, 제2 및 제3 MOSFET(602, 603)는 스위치-온되고 전선(434)은 전선(436)이 그라운드에 연결될 때 전압(Vdc)에 연결된다. 전선(450, 452) 상의 제어 신호 둘 다가 낮을 경우, NAND 게이트(608)의 출력은 높으므로, 제2 및 제4 MOSFET(602, 604) 둘 다는 스위치-온되어 전선(434, 436) 둘 다를 그라운드에 연결할 것이다.
도 5b는 제1, 제2, 제3 및 제4 에이치-브릿지(426 내지 432)의 대안적인 실시예를 도시하고, 이 도면에서 액체렌즈 각각의 제2 전극은 단일 쌍의 공통 MOSFET에 연결된다. 대안적으로, 단일 렌즈가 복수의 전극과 공통 전극을 포함하는 경우에, 상기 공통 전극은 예컨대 단일 쌍의 공통 MOSFET에 연결된다. 이러한 회로는 610, 612, 614, 616, 618, 620, 622, 624, 634 및 636으로 각각 표시된 10개의 MOSFET를 포함한다. 제1 및 제2 MOSFET(610, 612)는 이들의 주요 전류 단자를 통해 전압(Vdc)과 그라운드 사이에서 직렬로 연결된다. 마찬가지로, 제3 및 제4 MOSFET(614, 616), 제5 및 제6 MOSFET(618, 620) 그리고 제7 및 제8 MOSFET(622, 624)는 이들의 주요 전류 단자를 통해 Vdc와 그라운드 사이에서 직렬로 연결된다. 제1 및 제2 MOSFET(610, 612)의 게이트는 입력 전선(450, 452) 각각에 연결된다. 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 및 제8 MOSFET의 게이트 단자는 입력 전선(454, 456, 458, 460, 462 및 464) 각각에 연결된다. 제1 및 제2 MOSFET(610, 612) 간의 노드 는 출력 전선(434)에 연결될 것이고, 이는 출력 전압(VOA1)을 제1 액체렌즈(626)의 전극에 제공한다. 제3 및 제4 MOSFET(614, 616) 사이의 노드는 출력 전압(VOA2)을 제공하는 제2 액체렌즈(628)의 전극에 연결된 출력 전선(438)에 연결된다. 제5 및 제6 MOSFET(618, 620) 사이의 노드는 제3 액체렌즈(630)의 전극에 출력 전압(VOA3)을 제공하는 출력 전선(442)에 연결된다. 제7 및 제8 MOSFET(622, 624) 사이의 노드는 제4 액체렌즈(632)의 전극에 출력 전압(VOA4)을 제공하는 출력 전선(446)에 연결된다. 대안적으로, 출력 전선(434, 438, 442 및 446)은 단일 렌즈의 각각의 전극에 각각 연결될 수 있다.
도 5b의 회로의 제9 및 제10 MOSFET(634, 636)는 제1, 제2, 제3 및 제4 액체렌즈 각각의 제2 전극에 또는, 복수의 전극을 갖는 단일 렌즈의 경우에, 상기 렌즈의 공통 전극에 연결을 제공하는 공통 MOSFET이다. MOSFET(634, 636)는 주요 전류 단자를 통해 전압(Vdc)과 그라운드 사이에 직렬로 연결된다. MOSFET(634, 636) 사이의 노드는 제1, 제2, 제3 및 제4 액체렌즈 각각에 연결되고, 이는 효과적으로 상기 에이치-브릿지의 출력 전선(436, 440, 444 및 448)을 제공한다. MOSFET(634)의 게이트 단자는 제1의 4개의 입력을 갖는 OR 게이트(638)의 출력에 연결되고, 이는 이러한 전선 중 임의의 전선 상의 신호가 높을 경우 MOSFET(634)가 스위치-온되도록 하기위해 상기 입력 전선(452, 456, 460 및 464)에 연결된 4개의 입력 핀을 갖는다. MOSFET(636)의 게이트 단자는 제2의 4개의 입력을 갖는 OR 게이트(640)의 출력 에 연결되고, 이는 이러한 전선 중 임의의 전선 상의 신호가 높을 경우 MOSFET(636)가 스위치-온되도록 하기위해 상기 입력 전선(450, 454, 458 및 462)에 연결되는 4개의 입력 핀을 갖는다.
동작 시, 전선(452, 456, 460 및 464) 상의 대응하는 신호가 낮을 때 전선(450, 454, 458 및 462) 상의 임의의 신호가 높을 경우, 대응하는 액체렌즈의 제1 전극은 전압(Vdc)에 연결되고, 제2 전극은 MOSFET(636)을 통해 그라운드에 연결된다. 다른 한편, 전선(452, 456, 460 및 464) 상의 대응하는 신호는 높으나 전선(450, 454, 458 및 462) 상의 임의의 신호는 낮을 경우, 상기 액체렌즈의 대응하는 제1 전극은 그라운드에 연결될 것이고, 제2 전극은 MOSFET(634)를 통해 전압(Vdc)에 연결된다. 주어진 렌즈가 특정 주기 동안에 오프 상태가 되어야 하고 이러한 주기 동안에 상기 주어진 렌즈와 연관된 제어 신호가 낮을 경우, 전선(452, 456, 460 및 464) 상의 다른 신호 중 하나가 동시에 높은 것이 가능하다는 사실이 명백해질 것이다. 이것은 주어진 렌즈가 부동(floating)인 제1 전극과 전압(Vdc)에 연결된 제2 전극을 갖는 것을 초래할 것이다. 대안적인 실시예에서, 부동 노드는, 제2 전극이 Vdc에 연결되는 주기 동안에 주어진 렌즈가 상기 주어진 렌즈의 제1 전극을 Vdc에 대신 연결함으로써 오프 상태가 되어야하는 경우 회피될 수 있다.
도 5b의 회로의 동작은 상기에서 설명된 도 5a의 회로에 따라 배열된 4개의 에이치-브릿지의 동작과 동등하므로, 이러한 회로는 4개의 에이치-브릿지를 위해 요구되는 다수의 MOSFET를 6만큼 줄인다. 도 5a의 에이치-브릿지 배열에서는 상기 16개의 MOSFET가 전부 요구되고, 도 5b에서는 10개가 요구되는 경우, 이것은 약 40%의 에이치-브릿지의 회로 영역에서의 감소를 초래한다.
도 5c는 도 3의 에이치-브릿지의 대안적인 실시예를 도시하고, 이 경우에서는 도 5c는 복수의 전극을 갖는 단일 렌즈에 인가되는 경우의 예를 도시한다.
예시된 바와 같이, 액체렌즈(650)는 제1 유형의 복수의 전극(652, 654, 656 및 658)을 포함하고, 이들 전극은 전부 렌즈 안에 있는 전도성 유체와 접촉하는 전극이거나 상기 유체 계면의 에지에 근접하게 배열된 유체로부터 절연된 전자이다. 제1 유형과 다른 유형의 공통 전극(660)이 제공되는데 이는 즉, 제1 유형의 전극이 전도성 유체로부터 절연되는 경우 상기 전도성 유체에 접촉하거나 제1 유형의 전극이 상기 전도성 유체에 접촉하는 경우 이 전도성 유체로부터 절연되는 것을 말한다. 이러한 예에서, 제1의 풀(full) 에이치-브릿지(662)가 제공되는데, 이는 전압(Vdc) 또는 그라운드로 하여금 에이치-브릿지(662)의 출력 전선(663a, 633b)에 연결되도록 한다. 전선(663a, 663b)은 4개의 하프(half) 에이치-브릿지(664, 666, 668 및 670)에 연결된다. 각각의 전극(652, 654, 656 및 658)은 상기 하프 에이치-브릿지 중 각각의 하나를 통해 전선(663a) 또는 전선(663b) 중 어느 곳에 연결 가능하다. 전극(660)은 라인(663b)에 영구적으로 연결된다. 상기 풀 에이치-브릿지(662)와 상기 하프 에이치-브릿지(664, 666, 668 및 670)는 당업자에게 명백해지는 바와 같이 상기 듀티 사이클 제어기로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.
도 5c에서의 에이치-브릿지 배열은 복수의 렌즈를 구동하기 위해 또한 사용 될 수 있다.
도 6a와 도 6b는 도 3의 구동 회로에서 전선(417), 전선(450, 452), 전선(434, 436), 전선(454, 456) 및 전선(438, 440) 상의 신호의 타이밍을 도시한다. 도 6a는 상기 듀티 사이클 제어기(418)가 각각의 펄스의 폭을 제어하는 경우를 예시하고, 이 폭은 각각의 다른 렌즈에 대한 전력을 제어하기 위해 듀티 사이클의 변화를 제공한다. 도 6b는 상기 듀티 사이클 제어기(418)가 상기 렌즈 각각에 미리 결정된 주기 동안에 제공된 다수의 표준-폭 펄스의 개수를 변화시키는 실시예를 예시하고, 이러한 펄스의 개수는 다른 렌즈 각각에 대한 전력을 제어하기 위해 eb티 사이클의 변화를 제공한다. 이러한 제2 듀티 사이클 제어는 도 5b의 에이치-브릿지(426, 428, 430 및 432)의 실시예 또는 도 5c의 실시예에 특히 관련된다.
먼저 도 6a를 참고하면, 전선(417) 상의 주파수 생성기(416)에 의해 생성된 구형파의 형태인 417로 표기된 타이밍 신호가 도시된다. 듀티 사이클 제어기는 각각의 에이치-브릿지를 제어하기 위해 요구되는 펄스 폭의 구형파를 생성하기 위해 이러한 구형파의 펄스를 카운팅함으로써 동작한다. 특히, 각각의 액체렌즈와 연관된 데이터 값은 직렬 버스(324), 직렬 버스 디코더(421) 및 레지스터(422)를 통해 수신되고, 각각의 액체렌즈를 구동하기 위해 요구되는 펄스를 결정하기 위해 듀티 사이클 제어기(418)에 의해 사용된다. 도 6a에서, 상기 듀티 사이클 제어기로부터의 전선(450, 452) 상의 신호가 예시되는데, 각각의 경우에 카운트는 전선(417) 상에서 타이밍 신호의 3개의 상승 에지(rising edge)로 설정된다. 도시된 예에서, 4비트의 카운터가 사용됨으로서, 상기 카운터는 0에서 15까지 카운트하고 나서 재설 정한다. 그러나 실제로, 에이치-브릿지 각각을 제어하기 위해 요구되는 정밀도를 생성하기 위해 10 또는 12비트의 카운터가 사용될 있는데, 이는 예컨대 선택될 타이밍 신호의 1 내지 1024개의 상승 에지를 제공한다.
전선(450, 452) 상의 신호를 참고하면, 실선은 제1 액체렌즈를 위한 구동 신호의 양의 펄스를 제어하도록 사용되는 전선(450) 상의 신호를 도시하지만, 점선은 제1 액체렌즈를 위한 구동 신호의 음의 펄스를 제어하도록 사용되는 전선(452) 상의 신호를 예시한다. 도 6a의 실시예에 따르면, 전선(417) 상의 타이밍 신호의 16개의 상승 에지의 고정된 주기는 상기 펄스들을 위해 제공되는데, 8개의 상승 에지는 상기 양의 펄스에 대한 것이고, 8개는 상기 음의 펄스에 대한 것이다. 실제로 이러한 주기는 예컨대 충분한 정밀도를 제공하기 위해 타이밍 신호의 1024 또는 2048개의 상승 에지가 될 것이고, 이러한 주기는 예컨대 대략 500 또는 1000 헤르츠의 주파수를 나타낼 것이지만, 전선(417) 상의 타이밍 신호는 예컨대 대략 1 MHz의 주파수를 갖는다.
대안적인 실시예에서 양과 음의 펄스의 상승 에지 사이의 시간 주기는 고정되어 있지 않지만, 대신 제2 카운터가 하나의 펄스의 마지막과 다음 펄스의 시작 사이의 휴지 기간을 결정하도록 사용될 수 있다.
에이치-브릿지(426)의 출력에서 전선(434, 436) 양단의 출력 신호도 또한 도 6a에서 도시된다. 그러므로 양의 펄스가 예컨대 60 볼트인 Vdc로 증폭된다. 전선(452) 상의 음의 펄스는 또한 증폭되고 반대 방향으로 액체렌즈 전극 양단에 제 공됨으로서, 액체렌즈 양단에 -Vdc의 음의 펄스를 제공한다. 그러므로 상기 피크-대-피크 전압은 2Vdc이다.
제2 예에서, 제2 액체렌즈는 양과 음의 펄스의 펄스 폭이 전선(417) 상의 타이밍 신호의 5개의 사이클과 절반 사이클의 더한 값이 되도록 제어된다. 이것은 상기 카운터가 타이밍 신호의 양과 음의 에지를 카운트 하는 경우에 가능하다. 또 한편, 실선은 신호 전선(454)을 예시하고 점선은 신호 전선(456)을 예시한다. 전선(438, 440) 양단의 에이치-브릿지(428)의 출력에서 증폭된 신호도 또한 도시된다.
도 6b는 상기 듀티 사이클 제어기(418)의 제2 실시예에서 신호의 타이밍을 예시한다. 전선(417) 상의 타이밍 신호는 또 한번 대략 1MHz의 주파수를 갖는 구형파이다. 이러한 실시예에서, 실선으로 도시된 전선(450) 상의 제1 액체렌즈로의 신호는 상기 타이밍 신호의 두개의 상승 에지마다 발생하는 고정된 길이의 펄스이므로, 10개의 펄스 기준 주기에서는 5번 발생한다. 점선의 파형으로 도시된 바와 같이 전선(452) 상의 액체렌즈의 음의 측면을 제어하기 위한 신호는 또한 상기와 동일한 고정된 길이의 펄스이지만, 상기 타이밍 신호의 각각의 교호 하강 에지(alternate falling edge) 이후에 발생한다. 그러므로 전선(434, 436) 상에 도시된 바와 같이, 제1 에이치-브릿지(436)의 출력에서의 양과 음의 펄스 각각은 규칙적인 간격으로 발생하는 고정된 길이의 펄스이다.
대안적인 패턴이 전선(454, 456) 상에서 듀티 사이클 제어기(418)에 의해 생 성되고, 여기에서 3개의 펄스가 상기 10개의 펄스 기준 주기 내에서 제공된다.
도 6b에서 예시된 일예에서의 명료함을 위해 기준 주기가 타이밍 신호의 오직 10개의 사이클만을 포함하지만, 실제로, 상기 기준 주기는 예컨대 타이밍 신호의 1024 이상의 사이클을 포함하며, 이는 듀티 사이클의 제어 시 요구되는 정밀도를 허용하므로 각각의 렌즈로의 전력을 제어 시 요구되는 정밀도를 허용한다. 선택된 펄스는 타이밍 신호의 1000개의 사이클 전체에 걸쳐 규칙적인 간격일 수 있거나 대안적으로는 더 작은 블록으로 그룹화될 수 있다.
그러므로 하나 이상의 액체렌즈의 복수의 전극을 독립적으로 구동하는 회로가 설명되었고, 이 회로는 고정된 전압 레벨을 생성하기 위한 공통 수단과 각각의 렌즈/전극에 제공되는 전력을 제어하기 위한 듀티 사이클 제어기를 포함한다. 그러므로 독립적인 구동 전압 신호는 복수의 전극 각각에 제공될 수 있다. 독립적인 구동 전압 신호에 의해, 상이한 유체 계면, 또는 만일 동일한 렌즈에서 동일한 유형의 복수의 전극이 존재하는 경우에는 유체 계면의 상이한 부분 중 어느 하나를 제어하는 구동 전압 신호인 것으로 의도된다. 특정 전극을 위한 독립적인 구동 전압 신호는 상기 전극과 추가적인 전극 간에 인가됨으로서, 단지 2개의 전극을 갖는 액체렌즈는 오직 하나의 독립적인 구동 전압을 수신한다.
고정된 전압 레벨을 생성하기 위한 공통 수단이 오직 하나의 생성 회로 세트{인덕터(406), 커패시터(408), 다이오드(410) 및 MOSFET(412)}가 요구된다는 이점을 가질 경우에, 요구되는 자원을 최소화한다. 또한, 구동 회로의 신뢰도와 내구성이 요구되는 소자의 개수를 제한함으로써 그리고 특히 능동 소자의 개수를 제한 함으로써 개선된다.
본 발명을 병합하는 광전자 모듈이 모바일 전화기에 병합되는 것으로 상기에서 설명되었지만, 본 발명의 실시예는 다른 어플리케이션 특히, 영역이 제한되는 어플리케이션에 병합될 수 있다. 이것은 일반적으로 모바일 디바이스 예컨대 랩탑 컴퓨터, PDA(개인용 디지털 어시스턴트) 또는 무선 근거리 네트워크 디바이스 또는 바코드 판독기와 같은 다른 디바이스를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라 회로를 구동함으로써 구동될 수 있는 전기습윤 디바이스의 형태는 유체 간의 굴절성 계면이 전기습윤에 의해 직접적으로 이동 가능한 디바이스에 제한되지 않지만, 전기습윤이 제2 계면을 움직이도록 사용되는 렌즈를 포함하고, 이것은 그 다음에 굴절성 계면이 이동하도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 의해 구동되는 전기습윤 디바이스는 가변성 유체 조리개와 같은 렌즈에 대한 대안적인 디바이스를 포함할 수 있다.
광전자 모듈(300)이 각각의 렌즈로의 구동 전압의 값을 결정하기 위한 ISP(304)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 다른 실시예에서 대안적인 처리 수단 가령 모바일 전화기의 기저대역 프로세서 또는 CPU(중앙 처리 장치)는 이러한 값을 결정하는데 사용될 수 있다.
또한, 다수의 예가 듀티 사이클 제어 신호를 위해 도 6a 및 도 6b에서 제공되었지만, 대안적인 듀티 사이클 형식이 가능하다.
상기 ISP(304)를 상기 구동기 회로(312)에 연결하기 위한 직렬 버스(324)가 설명되었지만, 대안적인 실시예에서 병렬 버스 또는 대안적인 인터페이스 예컨대, 블루투스와 같은 무선 인터페이스가 사용될 수 있다.
그러므로 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예가 설명되었지만, 다양한 변경, 수정 및 개선이 당업자에게 쉽게 일어날 것이다. 이러한 변경, 수정 및 개선은 본 발명의 범위 내에서 존재하도록 의도된다. 따라서 전술한 설명은 오직 예로서 존재하고 제한하는 것으로는 의도되지 않는다. 본 발명은 단지 다음의 청구항들에서 한정된 대로 그리고 그 등가물로서 제한된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 하나 이상의 액체렌즈의 전극을 구동하기 위한 회로에 이용가능 하며 특히, 전기습윤(electrowetting)에 의해 이동 가능한 유체를 갖는 액체렌즈의 전극을 구동하기 위한 구동 회로에 이용가능 하다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 액체렌즈의 복수의 전극에 대한 복수의 독립적인 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로(312)이되,
    상기 액체렌즈는 제1 및 제2의 섞이지 않는 유체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유체 사이의 계면은 상기 액체렌즈의 적어도 하나의 전극에 구동 전압 신호를 인가함으로써 전기습윤에 의해 이동 가능한, 구동 회로로서:
    - 고정된 구동 전압(Vdc)을 생성하기 위해 배열된 생성 회로(406, 408, 410, 412)와,
    - 복수의 전극 각각에 인가될 듀티 사이클을 표시하는 데이터 값을 수신하고, 상기 복수의 전극 각각에 대한 제어 타이밍 신호를 생성하도록 배열된 듀티 사이클 제어기로서, 각각의 제어 타이밍 신호는 제어기에 의해 표시된 듀티 사이클을 갖는, 듀티 사이클 제어기(418)와,
    - 각각의 액체렌즈와 연관된 제어 타이밍 신호에 기초하여, 고정된 구동 전압을 선택적으로 인가함으로써 복수의 전극 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하도록 배열된 구동 수단(426, 428, 430, 432)을
    포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 회로는 복수의 액체렌즈 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하도록 배열되고, 상기 액체렌즈 각각은 한 쌍의 전극이고, 상기 독립적인 구동 전압 신호는 상기 한 쌍의 전극 사이에 인가되는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 회로는 액체렌즈 중 하나의 복수의 전극 각각에 인가된 복수의 독립적인 구동 전압 신호를 생성하기 위해 배열되는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    피드백 경로(424, 506, 502)를 통해 상기 고정된 구동 전압(Vdc)의 피드백 값을 수신하고 상기 피드백 값과 기준 값(VREF) 간의 비교에 기초하여 상기 고정된 구동 전압의 레벨을 제어하기 위한 제어 수단(420)을 더 포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성 수단은 적어도 하나의 인덕터(406), 적어도 하나의 커패시터(408) 및 적어도 하나의 트랜지스터(412)를 포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 듀티 사이클 제어기는 기준 타이밍 신호의 에지를 카운트하도록 배열된 적어도 하나의 카운터를 포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 타이밍 신호를 생성하고 상기 기준 타이밍 신호를 상기 듀티 사이클 제어기(418)와 상기 제어 수단(420)에 제공하기 위한 주파수 생성 수단(416)을 더 포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 값을 수신하기 위한 인터페이스(421)와 상기 데이터 값을 저장하기 위한 적어도 하나의 레지스터(422)를 더 포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인터페이스는 직렬 버스 디코더(421)인, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 액체렌즈는 제1 및 제2 전극을 포함하고, 상기 구동 수단은 제1 전극에 연결된 분리된 쌍의 트랜지스터(610 내지 624)와 제2 전극에 연결된 한 쌍의 공통 트랜지스터(634, 636)를 포함하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 타이밍 신호 각각은 펄스를 포함하고, 상기 펄스의 폭은 제어 타이밍 신호의 듀티 사이클을 결정하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  12. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 타이밍 신호 각각은 복수의 고정된 길이 펄스를 포함하고, 주어진 주기에서 상기 고정된 길이 펄스의 개수는 제어 타이밍 신호의 듀티 사이클을 결정하는, 구동 전압 신호를 생성하기 위한 구동 회로.
  13. 광전자 모듈(300)로서,
    - 처리 수단(302, 304)과,
    - 복수의 액체렌즈(314)와,
    - 이미지 센서(318)와,
    - 상기 복수의 전극을 구동하도록 배열된 상기 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 구동 회로(312)를
    포함하는, 광전자 모듈.
  14. 제 13항의 광전자 모듈(300)을 포함하는, 모바일 디바이스.
  15. 독립적인 구동 전압 신호를 각각 갖는 적어도 하나의 액체렌즈의 복수의 전극을 구동하는 방법이되,
    각각의 액체렌즈는 제1 및 제2의 섞이지 않는 유체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유체 사이의 계면은 구동 전압 신호를 인가함으로써 전기습윤에 의해 이동 가능하고, 상기 방법은,
    - 고정된 구동 전압(Vdc)을 생성하는 단계와,
    - 상기 적어도 하나의 액체렌즈의 상기 복수의 전극 각각에 인가되도록 듀티 사이클을 표시하는 데이터 값을 수신하고 상기 데이터 값에 기초하여, 상기 복수의 전극 각각에 대한 제어 타이밍 신호를 생성하는 단계와,
    - 각각의 전극과 연관된 제어 타이밍 신호에 기초하여, 상기 고정된 구동 전압을 선택적으로 인가함으로써 상기 복수의 전극 각각에 대한 독립적인 구동 전압 신호를 생성하는 단계를
    포함하는, 액체렌즈의 복수의 전극을 구동하는 방법.
KR1020087030818A 2006-06-20 2007-06-20 복수의 액체렌즈 구동기 KR20090018965A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06300705A EP1870740A1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Multiple liquid lens driver
EP06300705.8 2006-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090018965A true KR20090018965A (ko) 2009-02-24

Family

ID=36997808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087030818A KR20090018965A (ko) 2006-06-20 2007-06-20 복수의 액체렌즈 구동기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110211262A1 (ko)
EP (1) EP1870740A1 (ko)
KR (1) KR20090018965A (ko)
WO (1) WO2007147863A1 (ko)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018080279A1 (ko) * 2016-10-31 2018-05-03 엘지이노텍(주) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
WO2018174655A1 (ko) * 2017-03-23 2018-09-27 엘지이노텍(주) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
US10097742B1 (en) 2017-04-11 2018-10-09 Lg Innotek Co., Ltd. Control circuit of liquid lens, camera module and method of controlling liquid lens
WO2018190627A1 (ko) * 2017-04-11 2018-10-18 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 제어 회로
KR20180114802A (ko) 2017-04-11 2018-10-19 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기
KR20180114803A (ko) 2017-04-11 2018-10-19 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기
KR20180114801A (ko) 2017-04-11 2018-10-19 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈 제어 회로 및 액체 렌즈 모듈
KR20190010700A (ko) * 2019-01-22 2019-01-30 엘지이노텍 주식회사 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
KR20190050272A (ko) * 2017-11-02 2019-05-10 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기
WO2019146993A1 (ko) * 2018-01-23 2019-08-01 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법
KR20200092291A (ko) * 2018-01-17 2020-08-03 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법
WO2020246771A1 (ko) * 2019-06-03 2020-12-10 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20210028174A (ko) * 2019-01-22 2021-03-11 엘지이노텍 주식회사 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
US11226541B2 (en) 2017-01-13 2022-01-18 Lg Innotek Co., Ltd. Method for applying driving voltage for liquid lens, camera module, and optical instrument including the module
US11822095B2 (en) 2016-12-09 2023-11-21 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module including liquid lens, optical device including the module, and method for driving the liquid lens

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1879055B8 (en) 2006-07-12 2012-08-01 Parrot Liquid lens interconnection
WO2009073388A2 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Blackeye Optics, Llc Image stabilization system using one, or more, liquid lens
CA2703246C (en) * 2007-12-04 2017-07-11 Blackeye Optics, Llc Zoom lens of the telephoto type having a liquid lens in a fixed group
US8798474B2 (en) * 2008-03-10 2014-08-05 Koninklijke Philips N.V. Method and apparatus for communication in an illumination system using a liquid lens
US8148706B2 (en) 2008-06-18 2012-04-03 Rensselaer Polytechnic Institute Pinned-contact oscillating liquid lens and imaging system
EP2382502B1 (en) * 2008-12-30 2019-04-17 Datalogic IP TECH S.r.l. Liquid lens image capture device
AU2010234888B2 (en) 2009-04-10 2014-06-26 Blackeye Optics, Llc Variable power optical system
CA2758206C (en) 2009-04-10 2019-03-19 Blackeye Optics Llc Variable power optical system
JP5997148B2 (ja) 2010-07-27 2016-09-28 レンセラール ポリテクニック インスティチュート 再構成可能な非振動液体レンズ及びイメージングシステム
TWI524095B (zh) * 2013-04-10 2016-03-01 齊發光電股份有限公司 液態透鏡的驅動方法
KR20180084435A (ko) * 2017-01-17 2018-07-25 엘지이노텍 주식회사 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
EP3607366A2 (en) 2017-04-05 2020-02-12 Corning Incorporated Liquid lens control systems and methods
US11402623B2 (en) 2017-08-02 2022-08-02 Corning Incorporated Flexible subtrate and circuit for liquid lens system
KR102546784B1 (ko) * 2018-01-23 2023-06-23 엘지이노텍 주식회사 렌즈 곡률 가변 장치, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치
KR102531130B1 (ko) * 2018-05-04 2023-05-09 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈를 포함하는 듀얼 카메라 모듈
US10852619B1 (en) * 2018-11-01 2020-12-01 Facebook Technologies, Llc Multifocal system using adaptive lenses
CN111158138B (zh) * 2020-02-26 2022-03-29 京东方科技集团股份有限公司 显示模组及显示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100462520B1 (ko) * 2003-11-27 2004-12-17 주식회사 포인칩스 고전압 구동신호를 발생시키는 액체렌즈 구동회로
KR100533643B1 (ko) * 2004-03-29 2005-12-06 삼성전기주식회사 가변 구형파 구동장치
GB0425611D0 (en) * 2004-11-20 2004-12-22 Koninkl Philips Electronics Nv Controllable optical component
US7791813B2 (en) * 2006-10-12 2010-09-07 Honeywell International Inc. Microfluidic imaging array

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018080279A1 (ko) * 2016-10-31 2018-05-03 엘지이노텍(주) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
US11803027B2 (en) 2016-10-31 2023-10-31 Lg Innotek Co., Ltd. Circuit for controlling voltage for driving liquid lens and camera module and optical device comprising same
US10908384B2 (en) 2016-10-31 2021-02-02 Lg Innotek Co., Ltd. Circuit for controlling voltage for driving liquid lens and camera module and optical device comprising same
US11822095B2 (en) 2016-12-09 2023-11-21 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module including liquid lens, optical device including the module, and method for driving the liquid lens
US11226541B2 (en) 2017-01-13 2022-01-18 Lg Innotek Co., Ltd. Method for applying driving voltage for liquid lens, camera module, and optical instrument including the module
WO2018174655A1 (ko) * 2017-03-23 2018-09-27 엘지이노텍(주) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
KR20180107929A (ko) * 2017-03-23 2018-10-04 엘지이노텍 주식회사 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
US11496681B2 (en) 2017-03-23 2022-11-08 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module including liquid lens and method for controlling the same
US10419651B2 (en) 2017-04-11 2019-09-17 Lg Innotek Co., Ltd. Control circuit of liquid lens, camera module and method of controlling liquid lens
US11506824B2 (en) 2017-04-11 2022-11-22 Lg Innotek Co., Ltd. Circuit for controlling liquid lens
US10097742B1 (en) 2017-04-11 2018-10-09 Lg Innotek Co., Ltd. Control circuit of liquid lens, camera module and method of controlling liquid lens
WO2018190627A1 (ko) * 2017-04-11 2018-10-18 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 제어 회로
KR20180114801A (ko) 2017-04-11 2018-10-19 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈 제어 회로 및 액체 렌즈 모듈
US10630875B2 (en) 2017-04-11 2020-04-21 Lg Innotek Co., Ltd. Control circuit of liquid lens, camera module and method of controlling liquid lens
WO2018190506A1 (ko) * 2017-04-11 2018-10-18 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법
KR20180114802A (ko) 2017-04-11 2018-10-19 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기
KR20180114803A (ko) 2017-04-11 2018-10-19 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기
US11115574B2 (en) 2017-04-11 2021-09-07 Lg Innotek Co., Ltd. Control circuit of liquid lens, camera module and method of controlling liquid lens
KR20190050272A (ko) * 2017-11-02 2019-05-10 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기
KR20200092291A (ko) * 2018-01-17 2020-08-03 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법
WO2019146993A1 (ko) * 2018-01-23 2019-08-01 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법
US11968434B2 (en) 2018-01-23 2024-04-23 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module having a liquid lens and a voltage control circuit
KR20210028174A (ko) * 2019-01-22 2021-03-11 엘지이노텍 주식회사 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
KR20190010700A (ko) * 2019-01-22 2019-01-30 엘지이노텍 주식회사 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
WO2020246771A1 (ko) * 2019-06-03 2020-12-10 엘지이노텍(주) 액체 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007147863A1 (en) 2007-12-27
EP1870740A1 (en) 2007-12-26
US20110211262A1 (en) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090018965A (ko) 복수의 액체렌즈 구동기
KR100297140B1 (ko) 저전력소비와 정밀한 전압출력을 갖는 액정 표시용 구동 회로
CN100377197C (zh) 显示驱动器、显示装置及驱动方法
JP3700558B2 (ja) 駆動回路
KR970067082A (ko) 활성 메트릭스형 표시 장치의 구동 방법
JP2006127751A (ja) 同じ極性を有するｍｉｓトランジスタを用いるシフトレジスタの改良
CN110392220B (zh) 传感器像素和包括传感器像素的图像传感器
US6566790B1 (en) Driving apparatus and driving method of piezoelectric actuator
GB2440770A (en) Switched capacitor DAC
EP1835313A1 (en) Driver control circuitry for liquid lens
US11803027B2 (en) Circuit for controlling voltage for driving liquid lens and camera module and optical device comprising same
US20070165159A1 (en) Driver for liquid-filled lens generating high-voltage drive signal
JP3836150B2 (ja) マルチプレクサ回路
US20080122826A1 (en) Driving circuit for adjusting common voltage and liquid crystal display using same
US12007551B2 (en) Lens curvature variation apparatus
JP2008111917A (ja) 電圧選択回路、駆動回路、電気光学装置及び電子機器
KR100600693B1 (ko) 액정 표시 소자의 구동 방법
JP3981526B2 (ja) 液晶駆動用電源回路並びにそれを用いた液晶装置及び電子機器
JP2006343748A (ja) デュアルセレクトダイオオード（ｄｓｄ）ｌｃｄ駆動方法と駆動デバイス
US20070268282A1 (en) System for driving columns of a liquid crystal display
US20080088348A1 (en) Capacitive load driving device
KR101944412B1 (ko) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
US12085775B2 (en) Liquid lens control device
US20220334375A1 (en) Lens curvature variation apparatus
KR100480621B1 (ko) Ｓｔｎ ｌｃｄ 드라이버에 소요되는 구동전압 안정화용커패시터의 개수를 줄이는 회로 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid